Régulateur de gaz naturel haute pression réglable sur mesure : guide de sélection et d'installation

Une station d'entrée de ville qui prend du gaz à 24 bars et le remet à un réseau moyenne pression à 1,6 bar maintiendra sa consigne tout l'après-midi, puis dépassera 2,1 bars à trois heures du matin, lorsque la demande tombera à un dixième du débit prévu. Cet écart entre la plaque signalétique et la bande de fonctionnement réelle est la raison pour laquelle les acheteurs arrêtent de commander à partir des lignes du catalogue et commencent à spécifier un régulateur de gaz naturel haute pression réglable sur mesure.

Les régulateurs du catalogue sont dimensionnés autour d'un seul point de conception : un ressort fixe, un orifice fixe et un boîtier de ressort que personne n'a l'intention de modifier. Dans les travaux de distribution, la plupart des plaintes qui parviennent à un fabricant, telles que des vibrations, une pression de sortie rampante et des membranes déchirées après deux hivers, remontent à une inadéquation entre l'unité installée et la bande de régulation réelle de la station plutôt qu'à un défaut de fabrication.

Jiangsu Changrun Intelligent Gas Equipment Co., Ltd. construit des régulateurs, des boîtiers de régulation et des pièces pour gaz sur un site de 10 000 mètres carrés avec cinq ateliers d'usinage, et plus de la moitié de son personnel exerce des fonctions techniques. Ce mélange est important pour le travail sur mesure : une spécification sur mesure n'est utile que lorsque les ressorts, les diaphragmes, les corps et le banc d'essai qui les prouve se trouvent tous dans la même usine.

Pourquoi les régulateurs du commerce ont du mal à dépasser une entrée de 10 bars

Au-dessus d'une entrée d'environ 10 bars, le dimensionnement catalogue s'effondre, car les forces qui portent un régulateur s'échelonnent avec la pression chute plutôt qu'avec le débit nominal imprimé sur la fiche technique.

Descendez 24 bar à 1,6 bar en un seul temps et le gaz franchit 22,4 bar. Deux conséquences s’ensuivent. Le refroidissement Joule-Thomson élimine environ 0,5 degré Celsius pour chaque barre de chute de gaz naturel de qualité pipeline, de sorte qu'une arrivée d'été chaude peut ramener la température du siège en dessous de zéro, c'est là que commence la formation d'hydrates et de glace sur le gaz humide. La vitesse à travers le siège augmente également avec la racine carrée de la chute, de sorte qu'un réglage silencieux à 4 bars est bruyant à 25 bars et érode le bouchon en une saison ou deux.

Le dimensionnement est le troisième problème. Un régulateur choisi à 900 Nm3/h et installé sur une ligne qui fonctionne à 40 Nm3/h pendant dix-huit heures par jour passe la majeure partie de sa vie à l'extrémité de sa courbe caractéristique, là où l'affaissement est le plus important et l'usure du siège la plus rapide.

Les trois variables qui définissent un régulateur de gaz naturel haute pression réglable sur mesure

Trois entrées règlent presque toutes les spécifications : la plage de pression d'entrée, le rapport de réduction et la température du gaz atteinte après détente.

Plage de pression d'entrée et caractéristiques du corps

Spécifiez la pression maximale en amont, y compris les conditions de refoulement et d'absence de débit, et non le chiffre de fonctionnement normal, puis exigez un essai hydrostatique à 1,5 fois la pression de service maximale autorisée. Une vanne de régulation haute pression conçue pour une entrée de 25 bars utilise généralement un corps en fonte ductile ou en acier au carbone avec une garniture en acier inoxydable. Au-dessus de 40 bars, l'épaisseur de paroi, le calibre des brides et le boulonnage modifient l'ensemble de l'assemblage et le prix change avec eux.

Taux de couverture et statisme que le réseau peut tolérer

Le statisme est la variation de la pression de sortie entre le débit minimum et maximum avec un réglage de ressort fixe, et sa taille dépend presque entièrement du principe de régulation. Les chiffres ci-dessous sont typiques du gaz naturel de qualité pipeline et sont utiles comme orientations de conception plutôt que comme valeurs garanties.

Si une station doit rester dans une bande de plus ou moins 2 pour cent lors d'une variation de 20:1, une unité à ressort à action directe ne peut pas la fournir. Une prise équilibrée ou une conception pilotée le peuvent, et le prix de ce choix est une ligne pilote qui nécessite son propre filtre et un encombrement d'installation légèrement plus grand.

Gaz froid, matériau de la membrane et givrage

Les composés de membrane et de joint fixent la limite de basse température plus souvent que le métal. Le nitrile (NBR) couvre environ entre moins 20 et plus 80 degrés Celsius, l'EPDM est la meilleure solution là où le gaz transporte des composés aromatiques, et le fluoroélastomère (FKM) étend l'extrémité supérieure jusqu'à environ 200 degrés Celsius mais se raidit mal par grand froid. Lorsque la température d'expansion calculée descend en dessous de moins 10 degrés Celsius, les options pratiques sont un préchauffeur en amont du régulateur ou une réduction à deux étages qui répartit la goutte entre deux corps.

Vanne de régulation de pression de gaz haute pression Composant clé du système de gaz pour réguler le gaz à haute pression jusqu'à un approvisionnement stable ; à examiner lors de la définition des exigences en matière d'entrée, de sortie, de débit, de température et de matériaux. Voir le produit →

Plage de ressorts, taille de l'orifice et matériau du corps : remplissage du tableau des spécifications

Les spécifications d'un régulateur personnalisé ne sont complètes que lorsque cinq lignes sont remplies par écrit : plage d'entrée, plage de sortie, bande de débit, fenêtre de température du gaz et classe de matériau.

Deux de ces lignes sont à l’origine de l’essentiel des retouches. Les acheteurs envoient régulièrement un débit de conception au lieu d'une bande de débit, et ils envoient la pression d'entrée normale au lieu du maximum. Les deux valeurs sont faciles à lire sur un dessin de station et toutes deux modifient le ressort et l'orifice que l'usine doit installer.

Régulateur de pression de gazoduc Dispositif de pipeline à pression équilibrée pour le transport de gaz naturel ; utile lors de la sélection de la bande de débit et de la pression d'entrée maximale, du ressort de guidage et de l'orifice. Voir le produit →

Ajustement, verrouillage et discipline des points de consigne sur le terrain

Le réglage n'est payant que lorsque la procédure de réglage est écrite, car la plupart des problèmes sur le terrain proviennent d'une plage de ressorts qui n'a jamais fixé le point de consigne en premier lieu.

1. Vérifiez que le point de consigne se situe dans le tiers médian de la plage du ressort. Une sortie de 1,6 bar appartient à un ressort de 0,8 à 2,5 bar, pas à un ressort de 1,0 à 1,8 bar qui ne laisse aucune place au réglage saisonnier.
2. Réglez la sortie avec le gaz circulant, puis testez le verrouillage. Avec la vanne aval fermée, la pression de sortie doit augmenter et s'arrêter, et non augmenter régulièrement ; des points de fluage constants vers des dommages au siège, des débris ou une classe de fuite qui n'a jamais été atteinte.
3. Enregistrez le point de consigne, le numéro de pièce du ressort, la plage du ressort et la date dans le dossier de la station. Un régulateur réajusté deux fois en un an sans documentation se retrouve toujours avec le mauvais ressort à l'intérieur.
4. Revérifiez après 24 heures de fonctionnement normal et à nouveau après la première semaine, car les nouveaux diaphragmes prennent du jeu et les débris de tuyauterie s'échappent à travers les éléments internes.

Lorsqu'un projet doit satisfaire à une norme documentée, ces contrôles appartiennent au dossier de remise, à côté de la classe de pression et de la plage de ressort. Plus de détails sur la manière dont les builds personnalisés sont vérifiés sont traités dans les notes sur normes personnalisées de régulateur de pression de gaz naturel .

Protection contre la surpression : où se trouve la soupape de décharge

Un régulateur de pression contrôle la pression mais ne protège pas le système en aval ; la protection contre la surpression est une couche distincte qui doit être dimensionnée pour le boîtier défaillant.

• Un régulateur de surveillance en série, réglé de 0,2 à 0,3 bar au-dessus du point de consigne de travail afin qu'il reste silencieux jusqu'à ce que le régulateur actif dérive.
• Un dispositif d'arrêt de sécurité se déclenchant à environ 1,3 fois le point de consigne, sélectionné pour la classe de dispositif requise par la norme EN 14382.
• Une soupape de décharge à pleine levée, dimensionnée pour le débit maximum que le régulateur peut laisser passer avec la pression en amont à son maximum.
• Tuyauterie en aval conçue pour la pression qui arriverait si tous les appareils situés au-dessus tombaient en panne au même moment.

Sur une station d'entrée de 25 bars alimentant une conduite principale en aval de 4 bars, le débit le plus défavorable est souvent deux à trois fois supérieur à la demande normale. C'est le numéro unique qui décide de l'orifice de la soupape de décharge, et c'est également le numéro qui décide si une combinaison moniteur plus clapet anti-retour est moins chère qu'un grand dispositif de ventilation.

Soupape de sécurité automatique à gaz Soupape de décharge de gaz automatique pour relâcher la surpression ; pertinent lorsque le débit le plus défavorable détermine la taille de l'orifice de décharge et le soulagement par rapport aux choix du moniteur. Voir le produit →

FAQ : Régulateurs de gaz naturel haute pression réglables sur mesure

Un régulateur peut-il couvrir une baisse de débit de 20 : 1 ?

Oui, mais pas une unité à ressort à action directe. Une conception à clapet équilibré maintient environ 5 pour cent de statisme sur cette bande et une conception pilotée environ 1,5 pour cent, tandis qu'un régulateur à action directe du catalogue se déplacera généralement de 10 à 15 pour cent entre le débit total et le débit minimum. Faites correspondre le principe de régulation à la bande avant de comparer les prix.

Comment choisir la bonne plage de ressorts pour un régulateur réglable ?

Placez la consigne dans le tiers médian de la plage du ressort et laissez de la place des deux côtés. Pour une sortie de 1,6 bar, un ressort de 0,8 à 2,5 bar est un choix judicieux ; un ressort de 1,0 à 1,8 bar ne l'est pas, car le réglage saisonnier et le premier hiver de stabilisation du diaphragme pousseront un point de consigne qui commence près du haut de sa plage en dehors de la fenêtre réglable.

Un régulateur personnalisé a-t-il encore besoin d'un moniteur ou d'une soupape de décharge ?

Oui. Le régulateur est la couche de contrôle, et un moniteur, un dispositif d'arrêt de sécurité ou une soupape de décharge à pleine levée est la couche de protection. Dimensionnez le dispositif de décharge en fonction du débit qu'un régulateur grand ouvert laisserait passer avec la pression en amont au maximum, et confirmez que le point de décharge et la cheminée de ventilation se trouvent à l'extérieur de la zone de travail de l'opérateur.

Quelles informations doivent figurer dans une demande de devis ?

Six valeurs suffisent pour une réponse ferme, et chacune d'elles supprime un aller-retour :

• Pression d'entrée maximale et minimale
• Point de consigne et tolérance de sortie requis
• Débit minimum et maximum en Nm3/h
• Température des gaz la plus froide et la plus chaude au siège
• Taille de connexion, norme de bride et matériau du corps
• Norme applicable, telle que EN 334 ou EN 14382